光学参考300GHz毫米波振荡器

       在许多现代应用中，对纯毫米波(30-300GHz）和太赫兹波(0.1-10太赫兹）的需求正在增长。在无线通信领域继续部署5G(频率<90GHz)和6G（<多太赫兹频率）技术来扩展数据容量，其中低相位噪声振荡器有助于在相位调制方案中增加每位符号的比特数，同时保持误码比最小化。精确分辨频率范围内分子和芯片尺度分子钟的旋转谱需要一个窄线宽振荡器。此外，科学应用，包括射电天文学和激光驱动的太赫兹电子加速器，以及军事和民用应用，如遥感和汽车雷达，最终将受益于最先进的仪器相关的噪音和稳定性。在光学领域，可以得到具有极端性能的光谱纯净和精确的电磁波。通过应用基于产生相干和低相位噪声光信号的新技术，如光电振荡器、电光(EO)分频、布里渊振荡器、光分频(OFD)和高q微谐振器振荡器。原则上，类似的方法也可以通过超快光电器件适应毫米波和太赫兹波领域，这是近年来在相关领域光子学和电子学广泛研究的结果。

       近日，来自美国朗蒙特公司博尔德研究实验室的Tomohiro Tetsumoto等人用超快单载波光电二极管对一个耗散的克尔孤子进行了光分频，实验证明了一个3.6太赫兹参考子的光分频达到了300 GHz。这是一种新的测量系统，基于锁定在被测300 GHz信号上的微波参考相位的特性，产生了阿秒级的时间噪声灵敏度，克服了传统的技术限制。这项工作使耗散克尔孤子成为毫米波和太赫兹波领域的领先技术，有望在基础和民用应用方面取得突破。相关工作发表在《Nature photonics》上。（郑江坡）

       文章链接：https://doi.org/10.1038/s41566-021-00790-2